S301：已知最快的恒星

一颗每 8.7 年绕银河系黑洞飞奔一圈的恒星，在最近点速度超过光速的 8%

逐步了解

在它周围聚集着 S 星，几十颗轨道倾斜、拉长的恒星。最亮的 S2 绕一圈要 16 年。2023 年发现的 S301 不到 9 年就绕一圈，比其他任何已知恒星靠得更近、跑得更快。哪些是实测、哪些是绘制：轨道是实测的；线条、标签和天空中的恒星是绘制的。

在银河系中心，1 毫角秒约相当于 8 天文单位。一台大望远镜会把约 60 毫角秒以内的一切模糊成一团。GRAVITY 把智利 ESO 甚大望远镜干涉仪四台望远镜的光合在一起，从 2017 年起，团队每年观测这个黑洞约 100 小时。

牛顿的图景：把球横着扔得足够用力，它就会绕着地球下落，而不是落到地上。引力始终把恒星的路径往黑洞那边弯。在远处它移动缓慢，又落回来；在近处它快到足以绕过去再爬出来。没有什么带走它的能量，所以它一圈又一圈地沿同样的路线绕行。

爱因斯坦的理论说，自转的质量会拖着时空一起转：这就是兰斯–蒂林（Lense–Thirring）效应。在地球周围它极其微小；卫星 Gravity Probe B 花了好几年才测到它。在黑洞附近，越靠近它增长得越快，S301 是第一颗已知靠得足够近、能在轨道上显出这一效应的恒星。

轨道转动多少，能告诉我们黑洞自转有多快。测量两整圈轨道，约十年的观测，应该就够了。这个答案关系到黑洞如何长大：是从一侧稳定地进食，让它越转越快；还是从各个方向吃许多小餐，让它转得很慢。

所以 S301 是安全的：在最近点，潮汐力只有它自身引力的约千分之一，对恒星的加热也小到可以忽略。大几百倍的红巨星在这样的轨道上会被剥去外层，而被甩进潮汐半径之内的恒星会被撕成碎片，就像在其他星系的潮汐瓦解耀发中看到的那样。